JPH06163190A - 直流プラズマ生成装置 - Google Patents
直流プラズマ生成装置Info
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- JPH06163190A JPH06163190A JP4314779A JP31477992A JPH06163190A JP H06163190 A JPH06163190 A JP H06163190A JP 4314779 A JP4314779 A JP 4314779A JP 31477992 A JP31477992 A JP 31477992A JP H06163190 A JPH06163190 A JP H06163190A
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Abstract
表面に対して均一な密度のプラズマを接触させることが
でき、従って線状乃至棒状の基体の表面にプラズマCV
Dによる均一な薄膜を効率よく形成することができるプ
ラズマ生成装置を提供する。 【構成】密閉空間内に筒形網状アノードをより大径の筒
形カソードで囲んで同軸的に配置し、該アノードと該カ
ソードとの間に直流電圧を印加するようにプラズマ生成
装置を構成した。ここでカソードは熱電子を放出できる
ものであればよく、冷陰極であってもまた熱陰極であっ
てもよい。
Description
面にプラズマ処理を加えるに適した直流プラズマ生成装
置に関し、特に線状乃至棒状の基体の表面にCVD成膜
するに適した直流プラズマ生成装置に関する。
工やプラズマCVDによる薄膜形成などのために利用さ
れており、直流放電や交流放電、高周波やマイクロ波な
どを磁界と組み合わせて利用する装置が種々実用化され
ている。
いて基体の表面を処理し、或いは表面に薄膜を形成しよ
うとする場合、従来から多用されているような高周波を
利用して対向電極板の間でプラズマを発生する装置は、
平板状の基体の表面を処理するに適してはいるが線状乃
至棒状の基体の表面を均一に処理するのは困難であっ
て、しかも高周波雑音の害が大きいという問題がある。
れたコイルに流して管状放電室の軸心部にプラズマを発
生する装置では高周波雑音の問題があるうえ、線状乃至
棒状の基体が絶縁物であるときは基体の表面を処理する
ことはできても、基体が導電体であるとプラズマへの高
周波電力の注入量が変わり易く、安定なプラズマが維持
し難くなるという問題もある。
るとそれ自体が放電電極となって損傷を受けやすく、特
に長尺の線状乃至棒状の基体の表面に対してプラズマを
均一に接触させることは難しいから、基体にバイアス電
圧を印加する等の損傷の軽減をはかる措置が必要とな
る。また、プラズマの拡散によるエネルギー損失を減ら
すために外部磁界を働かせることが必要となり、装置自
体が大型化して高価なものとなる等の問題もある。
わらず、線状乃至棒状の基体の表面に対して均一な密度
のプラズマを接触させることができ、従って線状乃至棒
状の基体の表面にプラズマCVDによる均一な薄膜を効
率よく形成することができるプラズマ生成装置を提供し
ようとするものである。
め、本発明の装置は密閉空間内に筒形網状アノードをよ
り大径の筒形カソードで囲んで同軸的に配置し、該アノ
ードと該カソードとの間に直流電圧を印加するように構
成したものである。
ソードは冷陰極であってもまた熱陰極であってもよい。
カソードが熱陰極であるときには、カソードが高融点の
発熱電線を備えたものであることが好ましい。かかるカ
ソードは、例えば図1に示すように、2個の対向した円
環状電極1aの間に複数の発熱電線1bを張り渡して筒
形に形成したものであり、加熱電流によって高温に加熱
されて熱電子を放出する。かかる発熱電線の径、長さ、
本数等は、用いるカソード電源の容量に合わせて適宜選
択することができる。また発熱電線の材質は、通常タン
グステン、タングステン合金、炭素などを用いることが
できるが、特に限定されない。
流による磁界が方位角方向に発生して半径方向にプラズ
マ粒子が損失することを抑制するために、効率よくプラ
ズマを発生させることができる。しかし加熱電流が同一
方向に流れるために発熱電線に半径方向の電磁力による
張力が加わって発熱電線の寿命が短くなる傾向がある
が、例えば図2又は図3に示すように発熱電線を配列し
て隣合う発熱電線の電流方向が交互となるようにすれ
ば、このような現象を防止することができる。そしてこ
の場合も、加熱電流により発生する磁界はプラズマの損
失を抑制することができる。
るアノードは、例えば図4に示すように、カソードに用
いた円環状電極より小径の円環体2a、2aを対向さ
せ、その間に導電性繊維の網状体2bを巻き付けて筒形
に形成したものなどを用いることができる。またアノー
ドを構成する材料の材質は特に限定されないが、装置を
CVDに用いる場合には使用する原料ガスに対して耐食
性を有する金属から形成されることが望ましい。
形アノードと筒形カソードとは、密閉でき且つ真空とす
ることができる密閉容器中に、互いに絶縁した状態でア
ノードがカソードの内側に囲まれるよう、図5に示すよ
うに同軸的に配置される。この際のアノードとカソード
の間隔は、放電用電源3の印加電圧に適合するように適
宜選択することができ、通常はアノード等の直径に関係
なく5〜10mm程度とすることができる。なお、4は加
熱電源である。
の真空圧に耐えることができ、またアノードの中心軸位
置に線状乃至棒状の基体を支持する部材が設けてあり、
更にCVD成膜用のガス材料を導入する手段を備えるほ
か、かかるガスに対して充分な耐食性を有する材料で形
成されていることが望ましい。
て通電加熱されたカソードから熱電子が放出されるが、
この熱電子はアノードに印加された直流電圧によって加
速され、筒形アノードの軸心付近に集中して雰囲気ガス
を電離し、端部が開放された柱状の直流放電プラズマが
得られる。かかるプラズマは高密度であって長さ方向に
均一な密度で分布しているから、線状乃至棒状の基体の
表面に対して均一な処理を施すに適しており、プラズマ
CVDによる薄膜を均一に形成するに好適である。
a、1aの間に径0.2mmで長さ50mmのタングステン
フィラメント1bを24本用いて円筒形状となるよう均
等に張り渡して形成した図1のような構造のカソード1
を用い、また径50mmのステンレス鋼の円環体2a、2
aの間に60メッシュのステンレス鋼の金網2bを長さ
50mmとなるよう巻き付けて形成した図4のような構造
のアノード2を、カソード1の内側に図5のように同軸
的に組み合わせて耐食性の内張りを有する真空容器内に
設置し、放電用電源3及び加熱電源4と接続して、本発
明のプラズマ生成装置を組み立てた。
0.06Torrとし、カソードに合計120Aの電流を流
してフィラメントを約2500℃まで加熱するととも
に、カソードに対して25Vの正電圧をアノードに印加
してアノードの内部空間にプラズマを発生させた。そし
てラングミュア探針法によって軸心位置から半径方向に
プラズマ密度を測定したところ、図6のような結果が得
られた。
を用いる代わりに導電性炭素繊維(日本石油、グラノッ
クスXN40)24本を第1実施例と同様に円筒形状と
なるよう均等に張り渡して形成したカソードを用いた他
は、第1実施例と全く同様にしてプラズマ生成装置を組
み立てた。この装置を用いて第1実施例と同様にしてア
ノードの内部空間のプラズマ密度を測定したところ、第
1実施例と同様な結果が得られた。
円環状電極6aと同じく径70mmのステンレス鋼の円環
状電極6bとの間に径0.2mmで長さ50mmのタングス
テンフィラメント6dを8本用いて円筒形状となるよう
均等間隔に張り渡し、また円環状電極6bより更に10
mmだけ外側に設けた同じく径70mmのステンレス鋼の円
環状電極6cと円環状電極6aとの間に径0.2mmで長
さ60mmのタングステンフィラメント6eを8本用い、
フィラメント6eを円環状電極6bとは接触しないよう
に外径2mm、内径1mmのセラミック絶縁管6fに通して
円筒形状となるよう先のフィラメント6dの中間に均等
間隔に配置して張り渡し、図3のような構造のカソード
6を形成した。そして図4のような構造のアノードを組
み合わせ、円環状電極6bと円環状電極6cとの間に加
熱電源を接続して、第1実施例と同様なプラズマ生成装
置を組み立てた。
Torrとし、カソードに合計40Aの電流を流してフィラ
メントを約2500℃まで加熱するとともに、カソード
に対して25Vの正電圧をアノードに印加してアノード
の内部空間にプラズマを発生させた。そしてラングミュ
ア探針法によって軸心位置のプラズマ密度を測定したと
ころ、109 /cm3 の値が得られた。
の網状アノードをより大径の筒形カソードで囲んで同軸
的に配置したから、アノード内の空間には長さ方向に均
一な密度のプラズマを発生させることができる。従って
その軸心位置に装着した線状乃至棒状の基体の表面に対
して均等なプラズマ処理を加えることができ、しかも基
体が導電性であるか非導電性であるかを問わず任意の材
質でも何ら問題なくCVDを含むプラズマ処理ができる
利点がある。
構造の例を示す図である。
構造の他の例を示す図である。
構造の別な例を示す図である。
構造の例を示す図である。
カソードとの組み合わせ及び配線を示す説明図である。
ラズマの密度分布を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 密閉空間内に筒形網状アノードをより大
径の筒形カソードで囲んで同軸的に配置し、該アノード
と該カソードとの間に直流電圧を印加するように構成し
たことを特徴とする直流プラズマ生成装置。 - 【請求項2】 カソードが冷陰極である請求項1記載の
直流プラズマ生成装置。 - 【請求項3】 カソードが熱陰極である請求項1記載の
直流プラズマ生成装置。 - 【請求項4】 カソードが発熱電線を備えている請求項
3記載の直流プラズマ生成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4314779A JP2815078B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 直流プラズマ生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4314779A JP2815078B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 直流プラズマ生成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06163190A true JPH06163190A (ja) | 1994-06-10 |
JP2815078B2 JP2815078B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=18057496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4314779A Expired - Fee Related JP2815078B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 直流プラズマ生成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2815078B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008007798A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Dialight Japan Co Ltd | プラズマ発生装置 |
JP2009173986A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Dialight Japan Co Ltd | プラズマ発生装置 |
CN108551716A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-09-18 | 中国科学技术大学 | 一种等离子体生成设备 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4314779A patent/JP2815078B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008007798A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Dialight Japan Co Ltd | プラズマ発生装置 |
JP2009173986A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Dialight Japan Co Ltd | プラズマ発生装置 |
CN108551716A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-09-18 | 中国科学技术大学 | 一种等离子体生成设备 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2815078B2 (ja) | 1998-10-27 |
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